燃气发动机热量有48%是通过烟气及缸套水将热量排出,如将此部分热量回收,可提供发电机组50%以上的效率。采用热管式可有效的进行热回收,并且可避开低温腐蚀问题。
1、设备结构及工作原理:
热管式余热回收装置是由三部分组成,(1)压力汽包,在其中加热介质;(2)热管,作为换热元件传递热量;(3)烟箱,它包围着热管管束,和高温烟气相连接。
2、产品特点:
(1)、热管的传热原理及其特点
热管是一种具有高导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空壳内工质的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的传热性、良好的等温性、热流密度等温性、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结够紧凑、流体阻力损失小、有利于控制露点腐蚀等优点。目前热管及热管换热器已广泛应用于冶金、石油化工、电力、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中,作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备,取得了显著的经济效益。
典型的重力热管如图所示,在密闭的管内先抽成真空,在此状态下充入适量工质,工质吸热后以蒸发与沸腾的形式转变为蒸汽,在压差作用下,在升至热管放热段结成液体,其热量传递给放热冷流体。冷凝液在重力的作用下,沿热管内壁返回到受热段,
并再次受热汽化,如此循环往复,连续不断的将热量由一端传向另一端。由于是相变传热,因此热管内热阻很小,热管的高导热能力与银、铜、铝等金属相比,单位重量的热管可多传递几个数量级的热量,所以能以较小的温差获得较大的传热率,且结构简单,具有单向导热的特点,特别是由于热管的特有机理,使冷热流体间的热交换均在管外进行,这就可以方便地进行强化传热。此外,由于热管内部一般抽成真空,工质极易沸腾与蒸发,热管启动非常迅速。
热管这种传热元件,可以单根使用,也可以组合使用,根据用户现场的条件,配以相应的流通结构组合成各种形式换热,热管换热器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点,它在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业都得到了广泛的应用。热管换热器又分为整体式、分离式和组合式。
(2)、热管余热锅炉的特点
该热管余热锅炉是由许多单根热管组成。热管数量的多少取决于换热面积的大小。为了提高气体的换热系数,往往采取在管外加翅片的方法,这样可使所需要的热管数目大大减少。
热管余热锅炉主要是由烟箱、汽包、热管元件及冷、热流体进出接口组成。其特点为:
①、使用热管余热锅炉可以降低设备阻力,是列管设备的三分之一;
②、使用寿命长:一是本设备由数百根热管组成,热管单管作业,有一根或部分热管损坏,对整体换热器效果影响也可忽略不计;二是热管单支固定于汽包上,避免由热胀冷缩造成的疲劳应力破损;
③、彻底解决泄漏问题:由于每根热管都是相对独立的封闭单元,冷、热流体都在管外,并由中间密封板严密的将冷、热流体隔开,即使管子一端被腐蚀穿,只能使该热管失效,而管子另一端是完好的,有效地避免冷、热流体的串流,彻底解决泄漏问题,使用起来安全可靠。
④、减轻露点腐蚀:每一根热管的壁温是一个值,这就使相当一批热管在酸露点以上工作,当壁温比酸露点高1℃以上时,就可以避免露点腐蚀,而且热管预热器可以改变冷热端换热面积来调整管壁温,避开最大腐蚀区。
⑤、减轻积灰、堵灰及解决灰堵问题:热管余热锅炉避开了露点,管壁不结露,就大大减少了灰的附着力,而且余热锅炉设计可采用变截面结构,保证流体进出口等流速流动,达到自清灰的目的。
⑥、可以翅片化,增大传热面积,提高换热效果,能有效的回收低温余热。
一、技术参数表 |
技术参数 | 名称 | 指标 |
烟气 | 饱和蒸汽 |
流量Nm3/h | 5840(湿态) 5188(干态) | 1t/h |
入口温度℃ | 500 | 10 |
出口温度℃ | 120 | 133 |
工作压力MPa | 常压 | 0.3 |
换热面积m2 | 150 | 30 |
二、主要数据表 |
序号 | 名称 | 单位 | 数据 |
1 | 烟气进口温度 | ℃ | 500 |
2 | 烟气出口温度 | ℃ | 120 |
3 | 受热面积 | m2 | 150 |
4 | 烟气流速 | m/s | 5 |
5 | 管排列方式 | | 叉排 |
6 | 换热管直径 | mm | φ38 |
7 | 换热管壁厚 | mm | 3.5 |
8 | 换热管横向节矩 | mm | 80 |
9 | 换热管纵向节距 | mm | 90 |
10 | 换热管材质 | | 20# |
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发电机组1000KW的参数